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大连化物所等在钙钛矿太阳能电池研究中取得进展

本文摘要:近日,中国科学院沈阳化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部硅基太阳能电池研究组(DNL1606)研究员李灿、刘生忠率领的团队与陕西师范大学博士杨栋合作,在平面型钙钛矿太阳能电池的研究工作中获得新进展,涉及研究成果公开发表在《国际能源和环境科学》(EnergyEnvironmentalScience)期刊上。 钙钛矿材料由于具备较小吸光系数、宽载流子寿命、低电荷迁移率、宽迁入距离以及极低缺失态密度等出色的光电性能,在廉价太阳能电池及其它光电器件中展现很大的应用于价值。

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近日,中国科学院沈阳化学物理研究所洁净能源国家实验室太阳能研究部硅基太阳能电池研究组(DNL1606)研究员李灿、刘生忠率领的团队与陕西师范大学博士杨栋合作,在平面型钙钛矿太阳能电池的研究工作中获得新进展,涉及研究成果公开发表在《国际能源和环境科学》(EnergyEnvironmentalScience)期刊上。  钙钛矿材料由于具备较小吸光系数、宽载流子寿命、低电荷迁移率、宽迁入距离以及极低缺失态密度等出色的光电性能,在廉价太阳能电池及其它光电器件中展现很大的应用于价值。

钙钛矿太阳能电池中,高性能电子传输材料对器件效率的提升至关重要。前期工作中,该团队首次利用可溶液低温加工方法制取具备低透光性和低电子迁移率的固态离子液作为电子传输材料,顺利制取效率超过16.09%的柔性钙钛矿电池,是目前钙钛矿柔性器件的最低效率。  本工作中,该团队运用离子液标记氧化钛电子传输材料,提升了电子迁移率、减少了表面粗糙度,同时使费米能级移除,有利于器件中电子的给定。基于上述传输材料制取的平面型钙钛矿太阳能电池效率超过19.62%,是目前钙钛矿平面型器件的最低效率。

研究同时找到,离子液中阴离子与氧化钛融合、阳离子与钙钛矿融合,在钙钛矿与氧化钛之间构成有效地的电子传输地下通道,使器件中的电子可以很好地被萃取及传输。另外,在离子液标记的氧化钛电子传输材料上生长的钙钛矿薄膜缺失态密度较低,很大地诱导了器件中载流子在缺失处的填充,并不利于电池性能的更进一步提高。这一研究成果为如何制取高效率钙钛矿太阳能电池获取了新的有效途径。  该研究工作获得了国家重点研发计划、国家自然科学基金委、创意团队111计划、长江学者和千人计划项目的资助。


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